gps新闻 原来大脑有两套GPS！陆军军医大学张生家团队发现海马外全新空间导航系统

人工智能科学家，来源:iNature，版权归原作者和出版媒体所有。

位置细胞、网格细胞、边界细胞和头部方向细胞之间空的选择性兴奋是以海马-肠复合体为中心的空间典型导航系统的基本构件。虽然头部方向的细胞可以在整个大脑中找到，但海马体外空之间的调节通常与其他表情无关或不相关。虽然空之间选择性的确切机制尚不清楚，但各种研究表明，感觉输入会严重调节海马-胃肠道回路空之间的表达。

2021年1月18日，来自陆军军医大学的张胜佳团队在Cell Research Online上发表了一篇题为《海马结构外的新型体感空间导航系统》的研究论文，该论文是从觅食大鼠的主要体感皮层记录下来的。令我们惊讶的是，这项研究可以检测到与海马-胃肠网络中报道的空之间的选择性兴奋模式完全互补的模式，即位置细胞、头部方向细胞、边缘细胞、网格细胞等。这些新鉴定的体感空细胞间细胞在海马结构外形成了一个空间期，支持了位置信息会在体感皮层中调节身体表征的假说。

总之，本研究首次发现，体感皮层中有各种各样的神经元，代表空之间的特征信息，这些细胞与之前在海马-内嗅皮层系统中发现的位于空之间的经典细胞具有相似的放电规律。同时，深入研究体感皮层编码空之间认知和记忆的算法机制，也将为脑机交互等交叉学科提供重要启示。

2014年，诺贝尔生理学或医学奖授予了具有美国和英国国籍的科学家约翰·欧基夫和两位挪威科学家迈·布里特·莫泽和爱德华·莫索尔，以表彰他们在寻找大脑定位系统细胞方面的研究。

诺贝尔奖评选委员会在一份声明中说:“我们怎么知道自己在哪里？我们如何从一个地方到另一个地方？我们如何在大脑中存储信息，以便下次能够找到相同的路径？”今年获奖者的研究成果显示了更高认知功能的细胞基础。他们发现了大脑的定位系统，也就是“内部GPS”，让人类可以将自己定位在空。

1971年，奥基夫发现了这个定位系统的第一个组件。他的研究发现，当老鼠在房间的某个位置时，老鼠海马体中的一些神经细胞总是被激活，而当老鼠移动到房间的其他位置时，其他神经细胞被激活。奥基夫的结论是，这些“位置细胞”在大脑中形成了房间的“地图”。

30多年后的2005年，莫瑟和他的妻子发现了大脑定位系统的另一个关键组成部分——“网格细胞”。这种单元可以形成一个坐标系，可以准确定位和找到路径。他们随后的研究也展示了这些“网格细胞”是如何定位和导航的。

自从首次发现位置细胞以来的40多年里，神经科学领域已经一致认为大脑中空之间的导航系统主要存在于海马和内嗅皮层。定位细胞、边界细胞和网格细胞最初发现于海马。与海马-胃肠道回路中特定位置的空细胞不同，头部方向的细胞从间脑分布到丘脑、纹状体和皮层。

海马-胃肠系统中空选择性的确切生理机制仍未完全了解。任何一个区域的病变都会严重影响，但不会破坏另一个区域空之间的选择性活动，提示空之间的导航不需要海马和内嗅皮层的参与，大脑中可能存在未被发现的GPS。先前的研究表明，对视觉线索、气味等的操纵会影响海马细胞的活动。

基于体感知觉应该在形成空和空之间活动的感觉输入中起主要作用的假设，本研究试图确定主要体感皮层中空之间的选择性活动。值得注意的是，本研究可以检测S1海马-胃肠系统报道的所有空细胞间细胞类型。本研究表明，在这个新发现的体感空细胞间表达系统中，这些空细胞间类型在稳定性和对环境操作的反应方面具有相似的特征。

综上所述，本研究首次发现体感皮层中存在多种表征空的神经元，这些细胞与之前在海马-内嗅皮层系统中发现的经典空细胞具有相似的放电规律。同时，深入研究体感皮层编码空之间认知和记忆的算法机制，也将为脑机交互等交叉学科提供重要启示。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41422-020-00448-8

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2014/summary/

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